WO2013027872A1 - 히트 싱크 및 이를 구비하는 조명 장치 - Google Patents

히트 싱크 및 이를 구비하는 조명 장치 Download PDF

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WO2013027872A1
WO2013027872A1 PCT/KR2011/006209 KR2011006209W WO2013027872A1 WO 2013027872 A1 WO2013027872 A1 WO 2013027872A1 KR 2011006209 W KR2011006209 W KR 2011006209W WO 2013027872 A1 WO2013027872 A1 WO 2013027872A1
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heat dissipation
dissipation fin
heat
fin
length
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PCT/KR2011/006209
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정길완
유승환
이철호
이관수
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삼성전자주식회사
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F21V29/74—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades
    • F21V29/75—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades with fins or blades having different shapes, thicknesses or spacing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
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    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F21V29/74—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades
    • F21V29/77—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades with essentially identical diverging planar fins or blades, e.g. with fan-like or star-like cross-section
    • F21V29/773—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades with essentially identical diverging planar fins or blades, e.g. with fan-like or star-like cross-section the planes containing the fins or blades having the direction of the light emitting axis

Definitions

  • the present invention relates to a heat sink capable of improving heat dissipation characteristics of a driving heating element such as a light emitting diode (LED) used as a light source of a lighting device, and a lighting device having the same.
  • a driving heating element such as a light emitting diode (LED) used as a light source of a lighting device
  • a light emitting device refers to a semiconductor device capable of realizing various colors of light by configuring a light emitting source by changing compound semiconductor materials such as GaAs, AlGaAs, GaN, and InGaP.
  • Such light emitting devices are widely used in various fields such as TVs, computers, lighting, automobiles, etc. due to their excellent monochromatic peak wavelength, excellent light efficiency, miniaturization, eco-friendliness, and low power consumption. It is going out.
  • incandescent bulbs which are low-efficiency lights
  • energy-saving movements, and movements to replace them with high-efficiency lights such as light emitting devices are actively taking place, especially among light emitting device manufacturers and lighting companies.
  • Lighting devices using such a light emitting device as a light source has a great response due to the advantage that the life is longer than conventional incandescent lamps or halogen lamps.
  • the light emitting device generates a lot of heat in accordance with the increase in the amount of current applied, which causes a problem of lowering the luminous efficiency and shortening the lifespan.
  • An object of the present invention is to provide a heat sink capable of maximizing heat dissipation characteristics for a driving heating element such as a light emitting element used as a light source in an illumination device and a lighting device having the same.
  • a heat sink includes a heat dissipation plate having a mounting area in which a driving heating element may be mounted, and having a heat dissipation hole in a central portion thereof; And a plurality of first heat dissipation fins disposed on the other side of the heat dissipation plate and arranged radially along the circumferential direction, and having a length shorter than that of the first heat dissipation fins and disposed between the first heat dissipation fins and arranged radially. It may include; a heat radiation fin having a second heat radiation fin of.
  • heat dissipation fins may be provided extending from the periphery of the heat dissipation plate toward the heat dissipation hole in the center.
  • the heat dissipation fin may have a value (L M / L L ) of the length L L of the first heat dissipation fin and the length L M of the second heat dissipation fin between 0.4 and 0.7.
  • the heat dissipation fin may be shorter than the second heat dissipation fin, and may further include a plurality of third heat dissipation fins disposed radially between the second heat dissipation fin and the first heat dissipation fin.
  • the heat dissipation fin may have a value L S / L L of a length L L of the first heat dissipation fin and a length L S of the third heat dissipation fin.
  • the heat dissipation fin may include a cavity in which an end portion extending vertically along the optical axis in the center of the heat dissipation plate is spaced radially at regular intervals from the heat dissipation hole so that air introduced into the center is discharged along the heat dissipation fin. Can be formed.
  • the lighting device includes a light source module including a light emitting device package and a substrate on which at least one light emitting device package is mounted;
  • a reflector having a front hole with an open front surface and accommodating the light source module therein such that the light emitting device package faces the front hole;
  • a heat dissipation plate mounted on one side of the light source module and the reflector, the heat dissipation plate having a heat dissipation hole at a central portion thereof, a plurality of first heat dissipation fins disposed on the other side of the heat dissipation plate, and arranged radially along a circumferential direction;
  • a heat sink comprising a heat dissipation fin having a plurality of second heat dissipation fins disposed between the first heat dissipation fins and disposed radially between the first heat dissipation fins;
  • a cover member mounted to the front hole of the reflector to protect the light source module.
  • heat dissipation fins may be provided extending from the periphery of the heat dissipation plate toward the heat dissipation hole in the center.
  • the heat dissipation fin may have a value (L M / L L ) of the length L L of the first heat dissipation fin and the length L M of the second heat dissipation fin between 0.4 and 0.7.
  • the heat dissipation fin may be shorter than the second heat dissipation fin, and may further include a plurality of third heat dissipation fins disposed radially between the second heat dissipation fin and the first heat dissipation fin.
  • the heat dissipation fin may have a value L S / L L of a length L L of the first heat dissipation fin and a length L S of the third heat dissipation fin.
  • the apparatus may further include a power supply device mounted on the heat sink to supply power to the light source module.
  • the reflector may further include a fixing ring mounted on the front hole to prevent the cover member and the light source module from falling in the reflector.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a heat sink according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view illustrating the heat sink illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a view schematically showing a flow of air in the heat sink shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically showing a heat sink according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view illustrating the heat sink illustrated in FIG. 4.
  • FIG. 6 is a view schematically showing a lighting device according to an embodiment of the present invention.
  • a heat sink according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a heat sink according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a plan view showing the heat sink shown in FIG. 1
  • FIG. 3 shows a flow flow of air in the heat sink shown in FIG. 1. It is a figure which shows schematically.
  • the heat sink 1 according to the embodiment of the present invention includes a heat dissipation plate 10 and a heat dissipation fin 20.
  • the heat dissipation plate 10 supports a light source module 200 having at least one light emitting element, which is used as a light source of an illumination device, as a driving heating element to be fixed by being mounted on one side thereof, and generated from the light source module 200.
  • the light source module 200 is cooled by receiving high temperature heat and releasing it primarily.
  • a metal material having excellent thermal conductivity such as aluminum, for smooth heat dissipation, and may be formed in a circular shape as shown in the drawing, but is not limited thereto. It may be formed in a shape.
  • the heat dissipation hole 12 is formed in the center of the heat dissipation plate 10 so that the heat generated from the light source module 200 can directly move to the opposite side of the heat dissipation plate 10.
  • a plurality of heat dissipation fins 20 are provided on the other side of the side having a mounting area in which the light source module 200 can be mounted on the heat dissipation plate 10, and are arranged radially along the circumferential direction.
  • the heat dissipation fin 20 has a rectangular panel shape, and one end thereof is in contact with the heat dissipation plate 10 perpendicularly to the heat dissipation hole 12 at the center of the heat dissipation plate 10. A plurality of structures are provided.
  • the plurality of heat dissipation fins 20 may include a plurality of first heat dissipation fins 21 arranged at regular intervals, and a second heat dissipation fin 22 having a shorter length than the first heat dissipation fins 21. It is characterized in that it is provided between the heat dissipation fins 21 arranged in a radial arrangement. That is, a structure in which the heat dissipation fins having two different lengths, specifically, the first long heat dissipation fin 21 and the shorter second dissipation fin 22 are radially spaced apart from each other at regular intervals. to be.
  • the ratio (L M / L L) of the length (L L) and the length (L M) of the second heat radiating fins 22 of the plurality of heat radiating fins (20) includes a first heat radiation fin 21 is 0.4 It is preferred to have a value between -0.7 and.
  • the heat transfer area increases, and the average temperature of the heat sink decreases.
  • the average temperature of the heat sink does not decrease any more because the temperature of the cooling air rises toward the center of the heat sink and becomes similar to the temperature of the heat dissipation fin 20. . Therefore, as the length of the heat dissipation fin 20 increases, the heat transfer area increases to increase the heat transfer coefficient. However, as the center heat approaches, the local heat transfer coefficient decreases due to superheated air.
  • the heat dissipation fin 20 increases the heat transfer area by alternately arranging a plurality of heat dissipation fins 21 and 22 having different length ratios, while at the inflow amount and the center of the cooling air. It is possible to reduce the average temperature of the heat sink by preventing the flow path area A from decreasing.
  • the first ratio (L M / L L) of the radiation length (L L) and the second heat radiation length (L M) of the pin 22 of the pin 21 preferably has a value between 0.4 to 0.7 However, if it is less than 0.4, the heat transfer area is reduced to decrease the heat transfer coefficient. If it is larger than 0.7, the flow path area (A) at the center is narrowed to reduce the inflow of cooling air, and the temperature of the cooling air at the center is increased. The average temperature of the heat sink 1 is increased without decreasing.
  • the heat dissipation fin 20 has an end portion extending vertically along the optical axis O at the center of the heat dissipation plate 10 radially constant with respect to the heat dissipation hole 12. Spaced at intervals to form a cavity 30 to allow the air introduced into the center along the heat dissipation fin 20 is discharged.
  • the cavity 30 is intended to easily discharge the heated air to the outside by inducing a chimney effect (Fig. 3), so that the heated cooling air rises in the vertical direction and is easily discharged to the outside.
  • the cooling air heated by the high temperature heat radiation fins 20 while flowing into the center from the outside of the heat sink 1 is lowered in density than the ambient air, and the cavity is not provided with the heat radiation fins 20.
  • the velocity of the vertical component of the air is increased so that the air can be easily released to the outside without being accumulated.
  • a heat sink according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically illustrating a heat sink according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a plan view illustrating the heat sink shown in FIG. 4.
  • the heat sink 1 ' according to another embodiment of the present invention includes a heat dissipation plate 10 and a heat dissipation fin 20', and the overall structure is substantially the same as the embodiment shown in FIG. .
  • the length of the heat dissipation fin 20 is shorter than that of the second heat dissipation fin 22 in addition to the first heat dissipation fin 21 and the second heat dissipation fin 22.
  • the plurality of third heat dissipation fins 23 may be further disposed between the first heat dissipation fins 21 and arranged radially.
  • the heat dissipation fins 20 ′ have a plurality of first heat dissipation fins 21 radially arranged at regular intervals, and are longer than the first heat dissipation fins 21.
  • the second heat dissipation fins 22 are arranged between the first heat dissipation fins 21 and are arranged radially, and the third heat dissipation fins 23 having a shorter length than the second heat dissipation fins 21 are formed. It is arrange
  • the heat radiation fins 20 'having three different lengths specifically, the third heat radiation fins 23 of the shortest length
  • the long heat radiation fins 21 and the second heat radiation fins of medium length ( 22) are alternately spaced at regular intervals and are provided radially.
  • the plurality of heat dissipation fins 20 ′ is a ratio L S / L L of the length L L of the first heat dissipation fin 21 and the length L S of the third heat dissipation fin 23. It is preferable to have this value below 0.2.
  • the length ratio has a value of 0.2 or more, as described above, the flow path area A between the inlet area of the cooling air and the heat dissipation fin is narrowed, so the inflow of the cooling air is reduced.
  • the computational heat transfer analysis is compared with the heat dissipation performance test results for the heat sink to verify its validity, and looks at the optimization conditions of the heat sink according to an embodiment of the present invention.
  • the temperature was measured using a T type thermocouple, and a thermal imaging camera was used to examine the emissivity and overall temperature distribution.
  • the emissivity was indirectly corrected by changing the emissivity to the same temperature as measured by the thermocouple while changing the emissivity.
  • the temperature measurement was performed after powering on the LED module and reaching a steady state with little change in temperature.
  • the average temperature was analyzed by modeling a heat sink having 20 radiating fins 20, a radius of 75 mm, and a radiating fin 20 having a length of 55 mm.
  • the heat sink with excellent heat dissipation performance was optimized through computational heat transfer analysis.
  • the average temperature was compared by using three models to select the optimization model.
  • the LMS model includes a first heat dissipation fin 21 having a long length, a second heat dissipation fin 22 having a medium length, and a third heat dissipation fin 23 having a short length, and 20 first heat dissipation fins 21, Twenty second heat dissipation fins 22 and 40 third heat dissipation fins 23 are provided.
  • the LM model includes a first heat dissipation fin 21 and a second heat dissipation fin 22, and each of 20 LM models is provided.
  • the L model includes only the first heat dissipation fin 21 and 20 pieces are provided.
  • the heat dissipation area is the largest in the LMS model, but the average temperature of the heat sink is lowest in the LM model. In the case of the LMS model, the heat dissipation area is relatively increased by having the third heat dissipation fin 23, but it hinders air flow between the heat dissipation fins.
  • the combination of heat sink fins was performed based on the LM model to optimize the heat sink structure.
  • the design variables were the number of the heat dissipation fins 20 and the length of the second heat dissipation fins 22, and the objective function was selected as minimizing the average temperature of the heat sink.
  • the fixed variable was selected as the length of the first heat dissipation fin 21, the diameter of the heat dissipation plate 10, and the height of the heat dissipation fin 20.
  • the central composite design calculated the number of heat dissipation fins and the length of the second heat dissipation fin 22 in which the average temperature of the heat sink had the minimum value.
  • the diameter of the heat dissipation plate 10 is 6 to 8 inches
  • the length of the first heat dissipation fin 21 is 0.6 to 0.8 times the radius of the heat dissipation plate
  • the height of the heat dissipation fin is 21.3 mm
  • the calorific value is 700 W / m 2
  • the outside temperature is Calculated at 30 ° C., the results are shown in [Table 3].
  • the optimized structure of the 6-8 inch heat sink is a heat dissipation fin having two lengths, specifically, the first heat dissipation fin 21 and the first heat dissipation plate 10, having a circular flat plate structure.
  • 2 is a structure in which the heat dissipation fins 22 are alternately spaced at regular intervals and are provided radially.
  • an optimal value of the number of the heat dissipation fins is 40 to 48, and the second heat dissipation fin 22 and the first heat dissipation fin 21 are 21. It can be seen that the length ratio (L M / L L ) of) has a value between 0.4 and 0.7.
  • an LMS model further including a third heat dissipation fin 23 may be employed.
  • the length L L of the first heat dissipation fin 21 and the third heat dissipation fin 23 may be adopted. It is preferable that the ratio (L S / L L ) of the length L S of )) has a value of 0.2 or less.
  • a lighting device having a heat sink according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6.
  • FIG. 6 is a view schematically showing a lighting device according to an embodiment of the present invention.
  • the lighting apparatus 100 includes a light source module 200, a reflector 300, a heat sink 1, and a cover member 400, and a power supply device ( It may further include a PSU (500).
  • the light source module 200 includes a light emitting device package 220 and a substrate 210 on which at least one light emitting device package 220 is mounted.
  • the light source module 200 uses a light emitting device (LED), which is a kind of semiconductor device that emits light of a predetermined wavelength by a power source applied from the outside, and uses the light emitting device package 220 as the light emitting device. It has one or more inside.
  • LED light emitting device
  • the substrate 210 is a kind of printed circuit board (PCB) formed of an organic resin material containing epoxy, triazine, silicon, polyimide and the like, and other organic resin materials, or a ceramic material such as AlN, Al 2 O 3, or the like. Or, it may be formed of a metal and a metal compound as a material, specifically MCPCB which is a kind of metal PCB is preferable.
  • PCB printed circuit board
  • Circuit lines (not shown) electrically connected to the light emitting device package 220 are provided on the opposite surface of the substrate 210 on which the light emitting device package 220 is mounted.
  • the reflector 300 includes a front hole 310 having an open front surface, and accommodates the light source module 200 therein such that the light emitting device package 220 faces forward through the front hole 310. do.
  • the inner circumferential surface 320 of the reflector 300 is formed in an inclined surface structure which is inclined at a predetermined inclination toward the front hole 310 from a bottom surface on which the light source module 200 is accommodated so that light generated in the light source module 200 is generated. Guides toward the front of the lighting device, and allows the reflected light to be emitted to the outside through the front hole 310.
  • the cover member 400 is mounted to the front front hole 310 of the reflector 300 to protect the light source module 200.
  • the cover member 400 may be formed of a material such as plastic, silica, acrylic, glass, etc., and is preferably formed to be transparent for light transmission.
  • the cover member 400 may contain a fluorescent material for converting the wavelength of the light emitted from the light emitting device package 220, and may contain a light dispersing material for the diffusion of light.
  • the reflector 300 further includes a fixing ring 600 mounted on the front hole 310 to prevent the cover member 400 and the light source module 200 from falling within the reflector 300. Do it.
  • the fixing ring 600 is preferably mounted in a detachable structure, and thus can easily replace the cover member 400 or the light source module 200.
  • the rear surface (or bottom surface) of the reflector 300 is coupled to the heat sink 1 together with the light source module 200.
  • the reflector 300 has a structure in which a rear surface thereof is closed to form a cavity together with the inner circumferential surface 320, and the light source module 200 is provided in the reflector 300. It is mounted on the heat dissipation plate 10 of the heat sink 1 via 300.
  • the reflector 300 may have a structure in which a rear surface thereof is opened to penetrate the reflector 300 together with the front hole 310.
  • the light source module 200 is the heat.
  • the reflector 300 may be mounted on the heat dissipation plate 10 in a structure surrounding the light source module 200.
  • the power supply device 500 is mounted on the heat sink 1 to power to the light emitting device package 220 through a circuit wiring not shown in the substrate 210 of the light source module 200 To supply.
  • the power supply device 500 is provided on the heat dissipation fin 20 of the heat sink 1 and the circuit wiring of the substrate 210 through the heat dissipation hole 12 of the heat dissipation plate 10. It may be electrically connected, and may include SMPS.

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Abstract

히트 싱크 및 이를 구비하는 조명 장치가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 히트 싱크는 일측면에 구동 발열체가 실장될 수 있는 실장영역이 형성되며, 중심부에 방열 홀을 구비하는 방열 플레이트; 및 상기 방열 플레이트의 타측면에 구비되며 원주방향을 따라서 방사상으로 배열되는 복수의 제1 방열 핀과, 상기 제1 방열 핀보다 길이가 짧으며 상기 제1 방열 핀 사이에 배치되어 방사상으로 배열되는 복수의 제2 방열 핀을 갖는 방열 핀;을 포함한다.

Description

히트 싱크 및 이를 구비하는 조명 장치
본 발명은 조명 장치의 광원으로 이용되는 발광소자(Light Emitting Diode, LED)와 같은 구동 발열체의 방열 특성을 향상시킬 수 있는 히트 싱크 및 이를 구비하는 조명 장치에 관한 것이다.
발광소자(LED)는 GaAs, AlGaAs, GaN, InGaP 등의 화합물 반도체(compound semiconductor) 재료의 변경을 통해 발광원을 구성함으로서, 다양한 색의 빛을 구현할 수 있는 반도체 소자를 말한다.
이러한 발광소자는 우수한 단색성 피크 파장을 가지며 광 효율성이 우수하고 소형화가 가능하다는 장점과 친환경, 저소비전력 등의 이유로 TV, 컴퓨터, 조명, 자동차 등 여러 분야에서 널리 사용되고 있으며, 점차적으로 활용분야를 넓혀 나가고 있는 실정이다.
최근 에너지 절감 운동으로 저효율 조명인 백열전구의 사용이 규제되고, 이를 발광소자와 같은 고효율 조명으로 교체하려는 움직임이 발광소자 제조업체 및 조명업체를 중심으로 활발히 일어나고 있다.
이러한 발광소자를 광원으로 사용하는 조명 장치의 경우 기존의 백열등이나 할로겐 램프에 비해 수명이 길다는 장점때문에 큰 호응을 얻고 있다.
그러나, 발광소자는 인가되는 전류 크기의 증가에 따라서 많은 열을 발생시키는데, 이러한 열은 발광효율의 저하와 수명을 단축시키는 문제를 발생시킨다.
특히, 고온의 열을 효과적으로 방출시키지 못할 경우 장치의 성능은 물론 수명이 저하되는 문제가 발생하므로 효율적인 방열구조에 대한 설계가 필수적으로 요구된다.
본 발명의 목적은 조명장치 등에서 광원으로 사용되는 발광소자와 같은 구동 발열체에 대한 방열 특성을 극대화할 수 있는 히트 싱크 및 이를 구비하는 조명 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 히트 싱크는 일측면에 구동 발열체가 실장될 수 있는 실장영역이 형성되며, 중심부에 방열 홀을 구비하는 방열 플레이트; 및 상기 방열 플레이트의 타측면에 구비되며 원주방향을 따라서 방사상으로 배열되는 복수의 제1 방열 핀과, 상기 제1 방열 핀보다 길이가 짧으며 상기 제1 방열 핀 사이에 배치되어 방사상으로 배열되는 복수의 제2 방열 핀을 갖는 방열 핀;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 방열 핀은 상기 방열 플레이트의 주연으로부터 중심부의 방열 홀을 향해 연장되어 구비될 수 있다.
또한, 상기 방열 핀은 상기 제1 방열 핀의 길이(LL)와 상기 제2 방열 핀의 길이(LM)의 비율(LM/LL)이 0.4 내지 0.7 사이의 값을 가질 수 있다.
또한, 상기 방열 핀은 상기 제2 방열 핀보다 길이가 짧으며, 상기 제2 방열 핀과 제1 방열 핀 사이에 배치되어 방사상으로 배열되는 복수의 제3 방열 핀을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 방열 핀은 상기 제1 방열 핀의 길이(LL)와 상기 제3 방열 핀의 길이(LS)의 비율(LS/LL)이 0.2 이하의 값을 가질 수 있다.
또한, 상기 방열 핀은 상기 방열 플레이트의 중심부에서 광축을 따라 수직하게 연장되는 단부가 상기 방열 홀을 기준으로 방사상으로 일정한 간격으로 이격되어 상기 방열 핀을 따라 중심부로 유입된 공기가 방출되도록 하는 캐비티를 형성할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치는 발광소자 패키지와, 상기 발광소자 패키지가 적어도 하나 이상 장착되는 기판을 포함하는 광원 모듈; 전면이 개방된 전방홀을 구비하며, 상기 발광소자 패키지가 상기 전방홀을 향하도록 상기 광원 모듈을 내부에 수용하는 반사부; 상기 광원 모듈 및 상기 반사부가 일측면에 장착되며 중심부에 방열 홀을 구비하는 방열 플레이트와, 상기 방열 플레이트의 타측면에 구비되며 원주방향을 따라서 방사상으로 배열되는 복수의 제1 방열 핀과, 상기 제1 방열 핀보다 길이가 짧으며 상기 제1 방열 핀 사이에 배치되어 방사상으로 배열되는 복수의 제2 방열 핀을 갖는 방열 핀을 포함하는 히트 싱크; 및 상기 광원 모듈을 보호하도록 상기 반사부의 전방홀에 장착되는 커버부재;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 방열 핀은 상기 방열 플레이트의 주연으로부터 중심부의 방열 홀을 향해 연장되어 구비될 수 있다.
또한, 상기 방열 핀은 상기 제1 방열 핀의 길이(LL)와 상기 제2 방열 핀의 길이(LM)의 비율(LM/LL)이 0.4 내지 0.7 사이의 값을 가질 수 있다.
또한, 상기 방열 핀은 상기 제2 방열 핀보다 길이가 짧으며, 상기 제2 방열 핀과 제1 방열 핀 사이에 배치되어 방사상으로 배열되는 복수의 제3 방열 핀을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 방열 핀은 상기 제1 방열 핀의 길이(LL)와 상기 제3 방열 핀의 길이(LS)의 비율(LS/LL)이 0.2 이하의 값을 가질 수 있다.
또한, 상기 히트 싱크 상에 장착되어 상기 광원 모듈에 전원을 공급하는 전원공급장치를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 반사부는 상기 커버 부재 및 상기 광원 모듈이 상기 반사부 내에서 떨어지는 것을 방지하도록 상기 전방홀 위에 장착되는 고정 링을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 다양한 길이를 갖는 방열 핀의 최적화된 배치구조를 통해 원활한 공기 순환을 유도함으로써 방열 특성을 극대화하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 히트 싱크를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 히트 싱크를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 히트 싱크에서 공기의 유동 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트 싱크를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 히트 싱크를 나타내는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 히트 싱크 및 이를 구비하는 조명 장치에 관한 사항을 도면을 참조하여 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시예는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
따라서, 도면에 도시된 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 도면 상에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 참조부호를 사용할 것이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 히트 싱크에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 히트 싱크를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 히트 싱크를 나타내는 평면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 히트 싱크에서 공기의 유동 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 히트 싱크(1)는 방열 플레이트(10), 방열 핀(20)을 포함한다.
상기 방열 플레이트(10)는 구동 발열체로서 조명장치의 광원으로 사용되는 발광소자가 적어도 하나 이상 구비된 광원 모듈(200)을 일측면에 실장하여 고정되도록 지지하며, 상기 광원 모듈(200)로부터 발생하는 고온의 열을 전달받아 1차적으로 방출시켜 상기 광원 모듈(200)을 냉각시킨다.
따라서, 원활한 열방출을 위해 알루미늄과 같은 열전도성이 우수한 금속재질로 이루어지며, 도면에서와 같이 원형의 형상으로 형성될 수 있으나 이에 한정하지 않고 미도시된 조명장치의 프레임에 설치되는 구조에 따라서 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 방열 플레이트(10)의 중심부에는 관통형성된 방열 홀(12)을 구비함으로써 상기 광원 모듈(200)로부터 발생된 열이 상기 방열 플레이트(10)의 반대측면으로 직접적으로 이동할 수 있도록 한다.
상기 방열 핀(20)은 복수개가 상기 방열 플레이트(10)에서 상기 광원 모듈(200)이 실장될 수 있는 실장영역을 구비하는 측면의 타측면에 구비되며, 원주방향을 따라서 방사상으로 배열된다.
도면에서와 같이, 상기 방열 핀(20)은 직사각형의 패널 형상으로 이루어지며, 일단부가 상기 방열 플레이트(10)와 수직하게 접하여 상기 방열 플레이트(10)의 주연으로부터 중심부의 방열 홀(12)을 향해 연장되는 구조로 복수개가 구비된다.
특히, 상기 복수의 방열 핀(20)은 일정 간격으로 배열되는 복수의 제1 방열 핀(21)과, 상기 제1 방열 핀(21)보다 길이가 짧은 제2 방열 핀(22)이 상기 제1 방열 핀(21) 사이에 각각 배치되어 방사상으로 배열되는 구조로 구비되는 점에 특징이 있다. 즉, 2가지 상이한 길이를 갖는 방열 핀, 구체적으로는 긴 길이의 제1 방열 핀(21)과 보다 짧은 길이의 제2 방열 핀(22)이 서로 교대로 일정한 간격으로 이격되어 방사상으로 구비되는 구조이다.
이 경우, 상기 복수의 방열 핀(20)은 제1 방열 핀(21)의 길이(LL)와 제2 방열 핀(22)의 길이(LM)의 비율(LM/LL)이 0.4 내지 0.7 사이의 값을 갖는 것이 바람직하다.
열전달 측면에서 살펴보면 대부분의 열전달은 방열 핀(20)에서 발생하게 되므로, 방열 핀(20)의 개수가 증가하면 전열면적이 증대되어 히트 싱크의 평균 온도는 감소한다. 그러나, 냉각공기의 입구 면적과 방열 핀 사이의 유로 면적(A)이 줄어들어 냉각공기의 유입 유량이 줄어들고, 냉각공기가 내측 중심부로 갈수록 빠르게 온도가 상승하여 방열 핀(20)과의 온도차이가 작아져 열전달이 감소한다. 따라서, 방열 핀(20)의 개수가 증가할수록 전열면적 증가에 따른 열전달 계수의 상승보다 공기 유입량 감소에 따른 열전달 계수의 감소가 크기 때문에 히트 싱크의 평균온도는 오히려 상승한다.
마찬가지로, 방열 핀(20)의 길이가 증가하면 전열면적이 증대되어 히트 싱크의 평균 온도는 감소한다. 그러나, 방열 핀(20)의 길이가 소정 길이 이상이 되면 히트 싱크의 중심부로 갈수록 냉각공기의 온도가 상승되어 방열 핀(20)의 온도와 비슷해지기 때문에 히트 싱크의 평균 온도는 더 이상 감소하지 않는다. 따라서, 방열 핀(20)의 길이가 증가할수록 전열면적은 증가하여 열전달 계수가 상승하나, 중심부에 접근할수록 과열공기에 의해 국소 열전달 계수는 감소한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 방열 핀(20)은 상이한 길이비율을 가지는 복수의 방열 핀(21,22)을 방사상으로 교대로 배열함으로써 전열면적을 증대시키는 한편, 냉각공기의 유입량과 중심부에서의 유로 면적(A)이 줄어들지 않도록 하여 히트 싱크의 평균 온도를 감소시키는 것이 가능하다.
그리고, 상기 제1 방열 핀(21)의 길이(LL)와 제2 방열 핀(22)의 길이(LM)의 비율(LM/LL)은 0.4 내지 0.7 사이의 값을 갖는 것이 바람직한데, 0.4보다 작은 경우 전열면적이 줄어들어 열전달 계수가 감소하고, 0.7보다 큰 경우 중심부에서의 유로 면적(A)이 좁아져 냉각공기의 유입량이 감소하며, 또한 중심부에서의 냉각공기의 온도가 상승하여 히트 싱크(1)의 평균 온도는 감소하지 않고 증가된다.
한편, 상기 방열 핀(20)은 도 2 및 도 3에서와 같이 상기 방열 플레이트(10)의 중심부에서 광축(O)을 따라 수직하게 연장되는 단부가 상기 방열 홀(12)을 기준으로 방사상으로 일정한 간격으로 이격되어 상기 방열 핀(20)을 따라 중심부로 유입된 공기가 방출되도록 하는 캐비티(30)를 형성한다.
이러한 캐비티(30)는 도 3에서 처럼 굴뚝 효과(chimney effect)를 유도하여 가열된 공기를 용이하게 외부로 방출시키기위한 것으로, 가열된 냉각공기가 수직방향으로 상승하여 외부로 용이하게 방출되도록 한다.
즉, 히트 싱크(1)의 외곽에서 중심으로 유입되는 동안 고온의 방열 핀(20)에 의해 가열된 냉각공기는 주위 공기보다 밀도가 낮아져 상승하게 되는데, 방열 핀(20)이 구비되지 않는 캐비티(30) 영역에서는 공기의 수직 성분의 속도가 증가하여 공기가 적체되지 않고 용이하게 외부로 방출될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트 싱크를 설명한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트 싱크를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 히트 싱크를 나타내는 평면도이다.
도면에서와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트 싱크(1')는 방열 플레이트(10), 방열 핀(20')을 포함하며, 전체적인 구조는 도 1에서 도시하는 실시예와 실질적으로 동일하다. 다만, 방열 핀(20)의 구조에 있어서 제1 방열 핀(21) 및 제2 방열 핀(22) 이외에 상기 제2 방열 핀(22)보다 길이가 짧으며, 상기 제2 방열 핀(22)과 제1 방열 핀(21) 사이에 각각 배치되어 방사상으로 배열되는 복수의 제3 방열 핀(23)을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 히트 싱크(1')에서 방열 핀(20')은 복수의 제1 방열 핀(21)이 일정 간격으로 방사상으로 배열되고, 상기 제1 방열 핀(21)보다 길이가 짧은 제2 방열 핀(22)이 상기 제1 방열 핀(21) 사이에 각각 배치되어 방사상으로 배열되며, 상기 제2 방열 핀(21)보다 길이가 짧은 제3 방열 핀(23)이 상기 제1 방열 핀(21)과 제2 방열 핀(22) 사이에 각각 배치되어 방사사으로 배열된다. 즉, 3가지 상이한 길이를 갖는 방열 핀(20'), 구체적으로는 가장 짧은 길이의 제3 방열 핀(23) 사이에 긴 길이의 제1 방열 핀(21)과 중간 길이의 제2 방열 핀(22)이 서로 교대로 일정한 간격으로 이격되어 방사상으로 구비되는 구조이다.
이 경우, 복수의 방열 핀(20')은 상기 제1 방열 핀(21)의 길이(LL)와 상기 제3 방열 핀(23)의 길이(LS)의 비율(LS/LL)이 0.2 이하의 값을 갖는 것이 바람직하다. 길이 비율이 0.2 이상의 값을 갖는 경우 앞서 살펴본바와 같이 냉각공기의 입구 면적과 방열 핀 사이의 유로 면적(A)이 좁아져 냉각공기의 유입량이 감소하기 때문이다.
이하에서는 전산 열전달 해석을 히트 싱크에 대한 방열 성능 실험결과와 비교하여 그 타당성을 검증하고, 본 발명의 실시예에 따른 히트 싱크의 최적화 조건을 살펴본다.
<실험 결과 및 전산 열전달 해석의 비교>
- 방열 성능 실험
6 inch 20W 양산형 모델에 대한 방열 성능을 테스트하기 위해 지름이 6 inch인 방열 플레이트에 방열 핀, 구체적으로 제1 방열 핀이 20개로 구성된 알루미늄 재질의 히트 싱크를 실험 대상으로 사용하였다.
온도 측정은 T type 열전대를 이용하여 측정하였으며, 방사율 및 전체적인 온도 분포를 살펴보기 위해 열화상 카메라를 사용하였다. 본 실험에서는 열화상 카메라에서 측정한 온도를 방사율을 변화하면서 열전대에서 측정한 정확한 온도와 같게 하여 간접적으로 방사율을 보정하였다. 온도 측정은 LED 모듈에 전원을 입력하고 온도의 변화가 거의 없는 정상 상태에 도달한 후 수행하였다.
- 전산 열전달 해석
실험에 사용된 히트 싱크와 마찬가지로 방열 핀(20)의 개수가 20개, 반지름이 75mm, 방열 핀(20)의 길이가 55mm인 히트 싱크를 모델로 평균온도를 해석하였다.
수치해석 시 압력과 속도를 결합하여 유동장을 풀기 위해 SIMPLE 알고리즘을 선택하였으며, 자연대류 열전달만을 고려하였다. 이러한 수치해석을 통한 열전달 해석의 타당성을 검증하기 위해 실험 결과와 해석 결과를 [표 1]에서 비교하였다.
표 1
실험 결과(℃) 전산 열전달 해석 결과(℃)
히트 싱크의 평균 온도 38.8 39.48
외기 온도 18.5 18.5
상기 [표 1]에서와 같이 실험 결과와 전산 열전달 해석 결과는 거의 일치하는 것을 볼 수 있으며, 따라서 전산 열전달 해석 방법이 타당함을 알 수 있다.
<히트 싱크의 최적화>
상기한 결과를 바탕으로 전산 열전달 해석을 통하여 방열 성능이 우수한 히트 싱크의 구조를 최적화 하였다. 우선 최적화 모델을 선정하기 위하여 세 가지 모델을 사용하여 수치해석을 수행함으로써 평균 온도를 비교하였다.
LMS 모델은 길이가 긴 제1 방열 핀(21)과 중간 길이의 제2 방열 핀(22) 그리고 길이가 짧은 제3 방열 핀(23)을 구비하며, 제1 방열 핀(21)이 20개, 제2 방열 핀(22)이 20개 그리고 제3 방열 핀(23)이 40개가 구비된다. LM 모델은 제1 방열 핀(21)과 제2 방열 핀(22)을 구비하며, 각각 20개씩 구비된다. L 모델은 제1 방열 핀(21)만을 구비하며 20개가 구비된다.
표 2
LMS LM L
히트 싱크의 평균 온도 39.3℃ 36.6℃ 38.8℃
외기 온도 20.2℃ 18.5℃ 18.5℃
평균 온도차 19.1℃ 18.1℃ 20.3℃
방열 면적은 LMS 모델이 가장 넓지만 히트 싱크의 평균 온도는 LM 모델에서 가장 낮게 나타났음을 알 수 있다. 이는 LMS 모델의 경우 제3 방열 핀(23)을 구비함으로써 방열 면적을 상대적으로 증가시키지만, 방열 핀 사이에서의 공기 유동을 방해하기 때문에 결국 방열 성능을 다소 감소시키는 원인으로 작용한다.
이러한 해석결과를 바탕으로 히트 싱크의 구조를 최적화하는데 있어서 방열 핀의 조합은 LM 모델을 기준으로 수행하였다. 최적화 수행시 설계 변수는 방열 핀(20)의 개수와 제2 방열 핀(22)의 길이이고, 목적 함수는 히트 싱크의 평균 온도 최소화로 선택하였다. 고정 변수는 제1 방열 핀(21)의 길이, 방열 플레이트(10)의 지름, 방열 핀(20)의 높이로 선정하였다. 최적화는 중심합성계획법(central composite design)을 통하여 히트 싱크의 평균 온도가 가장 최소값을 갖는 방열 핀의 개수, 제2 방열 핀(22)의 길이를 계산하였다.
방열 플레이트(10)의 지름은 6~8 inch, 제1 방열 핀(21)의 길이는 방열 플레이트 반지름의 0.6~0.8 배, 방열 핀의 높이는 21.3mm, 발열량은 700 W/m2, 외기 온도는 30℃로 계산하였고, 그 결과는 [표 3]에 표기하였다.
표 3
inch LL(mm) LM(mm) No. of Fins Tavg(℃) LM/LL
6 55 30 40 57.41 0.55
6 45 21 48 57.56 0.47
7 69 40 48 60.34 0.58
7 59 33 48 60.01 0.56
8 77 42 48 62.70 0.55
8 67 38 48 62.64 0.58
이와 같이 본 발명 대상인 6~8 inch 히트 싱크의 경우 최적화된 구조는 원형의 평판 구조로 구성되는 방열 플레이트(10)에 2가지 길이를 갖는 방열 핀, 구체적으로는 제1 방열 핀(21)과 제2 방열 핀(22)이 교대로 일정한 간격으로 이격되어 방사상으로 구비되는 구조이며, 이 경우 방열 핀의 개수의 최적 값은 40 내지 48개이고, 제2 방열 핀(22)과 제1 방열 핀(21)의 길이 비율(LM/LL)은 0.4 내지 0.7 사이의 값을 가짐을 확인할 수 있다.
한편, 상기한 LM 모델 외에도 제3 방열 핀(23)을 더 구비하는 LMS 모델을 채용하는 것도 가능하며, 이 경우 제1 방열 핀(21)의 길이(LL)와 상기 제3 방열 핀(23)의 길이(LS)의 비율(LS/LL)이 0.2 이하의 값을 갖도록 하는 것이 바람직하다.
도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 히트 싱크를 구비하는 조명 장치에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치(100)는 광원 모듈(200), 반사부(300), 히트 싱크(1), 커버 부재(400)를 포함하며, 전원공급장치(PSU)(500)를 더 포함할 수 있다.
상기 광원 모듈(200)은 발광소자 패키지(220)와, 상기 발광소자 패키지(220)가 적어도 하나 이상 실장되는 기판(210)을 포함한다.
특히, 상기 광원 모듈(200)은 외부에서 인가되는 전원에 의해 소정 파장의 빛을 출사하는 반도체 소자의 일종인 발광소자(LED)를 광원으로 사용하며, 상기 발광소자 패키지(220)는 상기 발광소자를 내부에 하나 또는 복수개 구비한다.
상기 기판(210)은 인쇄회로기판(PCB)의 일종으로 에폭시, 트리아진, 실리콘, 폴리이미드 등을 함유하는 유기 수지 소재 및 기타 유기 수지 소재로 형성되거나, AlN, Al2O3 등의 세라믹 소재, 또는 금속 및 금속화합물을 소재로 하여 형성될 수 있으며, 구체적으로는 메탈 PCB의 일종인 MCPCB인 것이 바람직하다.
발광소자 패키지(220)가 장착되는 상기 기판(210)의 반대면에는 상기 발광소자 패키지(220)와 전기적으로 연결되는 회로 배선(미도시)이 구비된다.
상기 반사부(300)는 전면이 개방된 전방홀(310)를 구비하며, 상기 발광소자 패키지(220)가 상기 전방홀(310)를 통해 전방을 향하도록 상기 광원 모듈(200)을 내부에 수용한다.
상기 반사부(300)의 내주면(320)은 상기 광원 모듈(200)이 수용된 저면으로부터 상기 전방홀(310)을 향해 소정 기울기로 기울어진 경사면 구조로 형성되어 상기 광원 모듈(200)에서 발생되는 빛을 조명 장치의 전방을 향하도록 안내하며, 상기 반사된 빛이 상기 전방홀(310)을 통해 외부로 출사될 수 있도록 한다.
상기 커버 부재(400)는 상기 광원 모듈(200)을 보호하도록 상기 반사부(300)의 전면 전방홀(310)에 장착된다. 이러한 커버 부재(400)는 플라스틱, 실리카, 아크릴, 유리 등의 소재로 형성될 수 있으며, 광투과성을 위해 투명하게 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 커버 부재(400)는 상기 발광소자 패키지(220)에서 방출되는 빛의 파장을 변환하는 형광물질을 함유할 수 있으며, 빛의 확산을 위해 광분산재를 함유할 수도 있다.
상기 반사부(300)는 상기 전방홀(310) 위에 장착되는 고정 링(600)을 더 구비하여 상기 커버 부재(400) 및 상기 광원 모듈(200)이 상기 반사부(300) 내에서 떨어지는 것을 방지하도록 한다. 이러한 고정 링(600)은 탈부착이 용이한 구조로 장착되는 것이 바람직하며, 따라서 상기 커버 부재(400) 또는 광원 모듈(200)을 용이하게 교체할 수 있다.
상기 반사부(300)의 후면(또는 저면)은 상기 광원 모듈(200)과 함께 상기 히트 싱크(1)와 결합한다. 구체적으로, 상기 반사부(300)는 후면이 폐쇄되어 상기 내주면(320)과 함께 캐비티를 형성하는 구조이며, 상기 광원 모듈(200)은 상기 반사부(300)내에 구비된 상태에서 상기 반사부(300)를 통해 상기 히트 싱크(1)의 방열 플레이트(10) 상에 장착된다.
이에 한정하지 않고 상기 반사부(300)는 후면이 개방되어 상기 전방홀(310)과 함께 상기 반사부(300)를 관통하는 구조로 형성될 수 있으며, 이 경우 상기 광원 모듈(200)은 상기 히트 싱크(1)의 방열 플레이트(10)상에 직접 장착되며, 상기 반사부(300)는 상기 광원 모듈(200)의 주위를 감싸는 구조로 상기 방열 플레이트(10) 상에 장착될 수 있다.
상기 히트 싱크(1)는 도 1 내지 도 5에서 구체적으로 설명하였으므로 이에 대한 설명은 생략한다.
한편, 상기 전원공급장치(500)는 상기 히트 싱크(1) 상에 장착되어 상기 광원 모듈(200)의 기판(210)에 구비되는 미도시된 회로 배선을 통해 상기 발광소자 패키지(220)로 전원을 공급한다.
구체적으로, 상기 전원공급장치(500)는 상기 히트 싱크(1)의 방열 핀(20) 상에 구비되어 상기 방열 플레이트(10)의 방열 홀(12)을 통해 상기 기판(210)의 회로 배선과 전기적으로 연결될 수 있으며, SMPS 등을 포함할 수 있다.

Claims (13)

  1. 일측면에 구동 발열체가 실장될 수 있는 실장영역이 형성되며, 중심부에 방열 홀을 구비하는 방열 플레이트; 및
    상기 방열 플레이트의 타측면에 구비되며 원주방향을 따라서 방사상으로 배열되는 복수의 제1 방열 핀과, 상기 제1 방열 핀보다 길이가 짧으며 상기 제1 방열 핀 사이에 배치되어 방사상으로 배열되는 복수의 제2 방열 핀을 갖는 방열 핀;
    을 포함하는 히트 싱크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방열 핀은 상기 방열 플레이트의 주연으로부터 중심부의 방열 홀을 향해 연장되어 구비되는 것을 특징으로 하는 히트 싱크.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방열 핀은 상기 제1 방열 핀의 길이(LL)와 상기 제2 방열 핀의 길이(LM)의 비율(LM/LL)이 0.4 내지 0.7 사이의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 히트 싱크.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 방열 핀은 상기 제2 방열 핀보다 길이가 짧으며, 상기 제2 방열 핀과 제1 방열 핀 사이에 배치되어 방사상으로 배열되는 복수의 제3 방열 핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히트 싱크.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 방열 핀은 상기 제1 방열 핀의 길이(LL)와 상기 제3 방열 핀의 길이(LS)의 비율(LS/LL)이 0.2 이하의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 히트 싱크.
  6. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 방열 핀은 상기 방열 플레이트의 중심부에서 광축을 따라 수직하게 연장되는 단부가 상기 방열 홀을 기준으로 방사상으로 일정한 간격으로 이격되어 상기 방열 핀을 따라 중심부로 유입된 공기가 방출되도록 하는 캐비티를 형성하는 것을 특징으로 하는 히트 싱크.
  7. 발광소자 패키지와, 상기 발광소자 패키지가 적어도 하나 이상 장착되는 기판을 포함하는 광원 모듈;
    전면이 개방된 전방홀을 구비하며, 상기 발광소자 패키지가 상기 전방홀을 향하도록 상기 광원 모듈을 내부에 수용하는 반사부;
    상기 광원 모듈 및 상기 반사부가 일측면에 장착되며 중심부에 방열 홀을 구비하는 방열 플레이트와, 상기 방열 플레이트의 타측면에 구비되며 원주방향을 따라서 방사상으로 배열되는 복수의 제1 방열 핀과, 상기 제1 방열 핀보다 길이가 짧으며 상기 제1 방열 핀 사이에 배치되어 방사상으로 배열되는 복수의 제2 방열 핀을 갖는 방열 핀을 포함하는 히트 싱크; 및
    상기 광원 모듈을 보호하도록 상기 반사부의 전방홀에 장착되는 커버부재;
    를 포함하는 조명 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 방열 핀은 상기 방열 플레이트의 주연으로부터 중심부의 방열 홀을 향해 연장되어 구비되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 방열 핀은 상기 제1 방열 핀의 길이(LL)와 상기 제2 방열 핀의 길이(LM)의 비율(LM/LL)이 0.4 내지 0.7 사이의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 방열 핀은 상기 제2 방열 핀보다 길이가 짧으며, 상기 제2 방열 핀과 제1 방열 핀 사이에 배치되어 방사상으로 배열되는 복수의 제3 방열 핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 방열 핀은 상기 제1 방열 핀의 길이(LL)와 상기 제3 방열 핀의 길이(LS)의 비율(LS/LL)이 0.2 이하의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 히트 싱크 상에 장착되어 상기 광원 모듈에 전원을 공급하는 전원공급장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 반사부는 상기 커버 부재 및 상기 광원 모듈이 상기 반사부 내에서 떨어지는 것을 방지하도록 상기 전방홀 위에 장착되는 고정 링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
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